Маховик

Назначение и место установки в автомобиле

Маховиком называется металлический диск большой массы, совмещающий функции элемента КШМ, систем сцепления и запуска двигателя (с помощью своего зубчатого венца передает крутящий момент от стартера).

Функции маховика в автомобиле с двигателем внутреннего сгорания:

• Снижение неравномерности вращения до приемлемого уровня за счет накопления кинетической энергии в течение такта рабочего хода. Энергия накапливается благодаря большой массе маховика и в течение трех остальных тактов передается коленчатому валу, что позволяет выравнять и поддерживать стабильную угловую скорость. Большое количество цилиндров двигателя позволяет массу маховика уменьшить, при этом повышается продолжительность рабочего хода поршня и достигается равномерность крутящего момента.
• Передача крутящего момента от двигателя к сцеплению и далее к трансмиссии и ведущим колесам.
• Передача крутящего момента от стартера на коленчатый вал при запуске двигателя.
• Вывод поршней за счет силы инерции из ВМТ и НМТ.
• Демпфирование вибрации и крутильных колебаний.

Маховик устанавливается между двигателем и коробкой передач, крепится к торцу коленвала.

Виды и особенности конструкции маховиков

Маховик одномассовый

Отличается простотой конструкции и значительной надежностью, благодаря чему получил большое распространение. Диск диаметром 300-400 мм изготавливают из стали или чугуна. В центре предусмотрено посадочное место для установки на хвостовик коленчатого вала. Посадочное место представляет собой ступицу (расширение) с большим отверстием в центре. Фиксируется 4-12 болтами, отверстия под которые размещены на окружности.

В данной конструкции функцию ведущего вала сцепления выполняет противоположная сторона детали. На наружной поверхности предусмотрено место под установку сцепления и кольцевой контактной площадкой для ведомого диска сцепления. Стальной зубчатый венец напрессован по окружности внешней стороны.

Популярности и массовому распространению данной разновидности маховика способствуют относительно простая конструкция и небольшая стоимость производства. К недостаткам относится неспособность в необходимом объеме погасить крутильные колебания, характерные для современных более мощных, но при этом менее объемных двигателях. Это послужило причиной выбора двухмассовых маховиков для установки на новых двигателях.

Маховик двухмассовый демпферный

Применение в конструкции двухмассового маховика пружинно-демпферной системы, расположенной между ведущим и ведомым дисками детали с соединением с помощью подшипника, дало возможность не устанавливать в ведомом диске сцепления демпфирующее устройство. Передача крутящего момента на ведомый диск происходит с задержкой из-за пружинно-демпферной системы внутри, что позволяет в значительной степени гасить крутильные колебания и вибрации.

Примечание: в конструкции двухмассового маховика предусмотрено соединение ведущего диска непосредственно с фланцем коленчатого вала.

Преимущества маховиков данного вида:

• защита трансмиссии;
• уменьшение износа синхронизаторов;
• более удобное переключение передач;
• гашение вибраций, колебаний, толчков.

Недостатки:

• стоимость производства, обслуживания и замены выше;
• выше и требования к условиям эксплуатации (нужно избегать езды на низких оборотах, сильных вибраций, не допускать перегрева мотора).

В специализированной литературе на английском или немецком языках используют несколько названий двухмассовых маховиков. Это соответствующие аббревиатуры: DMF (Dual-Mass Flywheel, английский вариант) и ZMS (ZweiMassenSchwungrad, немецкий вариант).

Маховик двухмассовый с маятниковым гасителем колебаний

Особенность этого маховика заключается в усовершенствованной пружинно-демпферной системе, получившей дополнение в виде центробежного маятника (грузы по окружности махового колеса). При низких оборотах двигателя незначительная центробежная сила вызывает раскачивание грузов. Раскачивание грузов вызывает колебания, находящиеся в противофазе с колебаниями, частично погашенными пружиной. Такая конструкция позволяет полностью погасить колебания. Увеличение числа оборотов приводит к уменьшению амплитуды центробежного маятника и значений в демпфировании.

Преимущество данной конструкции заключается в оказании помощи в устранении неравномерности вращения коленчатого вала на низких оборотах. Это позволяет соответствовать главным трендам в современном автомобилестроении:

• уменьшить вес и объем двигателя при сохранении мощности;
• увеличить диапазон крутящего момента с включением в него низких оборотов.